ABSTRACT The brown sea cucumber Isostichopus fuscus is the most important commercial holothurian in the eastern Pacific, and its high market value caused overfishing and sharp declines of its populations and catches in several Latin American countries. In Mexico, the fishery has been intense in the northern Gulf of California since the 1990s, and it is currently under strong regulation. To evaluate the current status of the organisms, we measured the size, weight and estimated the relative condition index (Kn) of 702 specimens sampled in 86 rocky reefs of that region in 2016, at depths from 3 to 22 m. Mean length ± SD was 22.32 ± 5.23 cm, lower than average in the northern Gulf, but nevertheless, the average weight was 420.61 ± 192.48 g, among the highest recorded in the eastern Pacific; this is presumably due to the high primary production of the region that favors the presence of well-nourished organisms. The weight (W)-length (L) relationship was W = 3.27 L1.56, and condition index ranged from 0.045 to 2.13 (mean Kn = 0.96 ± 0.29), a figure that did not differ to that reported along the Mexican Pacific. There were differences in the value of Kn among sites, being higher in areas that are subject to the low fishing effort.

Abstract: Isostichopus fuscus is an economically important sea cucumber that has been highly exploited along its distribution range in the eastern Pacific. The significant population decline is responsible for its listing as endangered in the IUCN Red List. Despite its importance for management and conservation, information about its population genetic structure is unavailable, largely due to the lack of suitable genetic markers. Here we develop species-specific microsatellite markers and use them to assess the genetic connectivity between populations in the Gulf of California. Next generation sequencing (Illumina) was used to shotgun-sequence the genome of 2 sea cucumbers. From these data, we identified and characterized 19 polymorphic microsatellite loci; which were tested in organisms from Bahía de los Ángeles, on the western shore of the Gulf of California. The number of alleles ranged from 5 to 22, observed heterozygosity from 0.35 to 1, and 4 loci deviated from Hardy-Weinberg equilibrium. We determined high levels of genetic connectivity between this locality and San Felipe, in the upper gulf (Amova φst = 0.002; p > 0.05) with a subset of 8 markers. The newly designed microsatellites are suitable for multiplexing panels and will be useful for the future genetic assessment of this important tropical sea cucumber.

Resumen: Isostichopus fuscus es un pepino de mar de importancia económica que ha sido altamente explotado a lo largo de su distribución en el Pacífico oriental. La reducción significativa en sus poblaciones es responsable de su inclusión en la Lista Roja de la UICN como especie amenazada de extinción. A pesar de la importancia que tiene para su manejo y conservación, no hay información sobre su estructura genética poblacional, en gran parte debido a la falta de marcadores genéticos adecuados. Para este trabajo desarrollamos marcadores microsatelitales específicos para la especie y los usamos para evaluar la conectividad genética entre poblaciones del golfo de California. Usamos secuenciación de siguiente generación (Illumina) para secuenciar por “shotgun” el genoma de 2 pepinos de mar. A partir de esos datos, identificamos y caracterizamos 19 loci microsatelitales polimórficos que fueron evaluados en organismos de Bahía de los Ángeles, en la costa occidental del golfo de California. El número de alelos varió entre 5 y 22, la heterocigosidad observada entre 0.35 y 1, y 4 loci se desviaron del equilibrio de Hardy-Weinberg. Usando 8 de estos marcadores se determinaron altos niveles de conectividad genética entre Bahía de los Ángeles y San Felipe, en el alto golfo (Amova φst = 0.002; p > 0.05). Los nuevos loci microsatelitales son adecuados para ser usados en páneles de multiplexación y serán útiles para la futura evaluación genética de este importante pepino del mar tropical.

Abstract: The brown sea cucumber Isostichopus fuscus, is a holothurid with high commercial value. In Mexico it is federally protected, and the fishery in the Baja California Peninsula follows management actions established by technical committees, on the basis of agreements among government agencies, scientists and organized fishermen. One of these agreements is that evaluations of its abundance must be done during the day, as it has been suggested that during daylight hours the organisms hide inside holes, resulting on lower values, but this has not been demonstrated yet. Thus the objective of this study was to compare the abundance in census conducted inside fixed transects of 100 x 2 m, and surveyed at day and night of the same day. The results show that there were significantly more sea cucumbers seen during dark hours (mean ± standard error 3.714 ± 0.075) than during light time (1.943 ± 0.045 per census); daylight estimated abundance can be corrected by a linear equation (slope = 1.43; ordinate = 1.18). Therefore, the quota estimated from censuses conducted during daylight is 15% lower than those that would be obtained at night. In conclusion, daylight censuses work as a precautionary management strategy of this species.

Resumen: El pepino café Isostichopus fuscus es una especie de alto valor comercial y en México está bajo protección federal. La pesquería se desarrolla en la península de Baja California, siguiendo reglas de manejo determinadas en Mesas Técnicas mediante acuerdos entre agencias de gobierno, científicos y pescadores organizados. Uno de ellos es que las evaluaciones de abundancia deben hacerse durante el día, cuando el pepino se oculta en oquedades, arrojando un valor inferior, pero no se ha comprobado. El objetivo del presente trabajo fue comparar la abundancia del pepino café en censos conducidos en transectos de 100 × 2 m, fijos al fondo y realizados durante el día y la noche del mismo día. Los resultados indican que hubo significativamente más pepinos observados en horas de oscuridad (promedio ± error típico = 3.714 ± 0.075) que de luz (1.943 ± 0.045), y que además es posible corregir la abundancia por transecto en el día con una ecuación lineal (pendiente = 1.43; ordenada = 1.18). La diferencia de cuota potencial calculada con los censos de día es aproximadamente un 15% menor a la que se obtendría en conteos nocturnos. Se concluye que la medida actual debe ser exitosa para un manejo precautorio del recurso.

Enzyme extracts obtained from I. fuscus ventral muscle were studied. Peak activity was observed at pH 2, 6, and 8, and 50-60°C, whereas maximum enzymatic stability occurred at pH 2 to 6 (except pH 3) and 0 to 40°C. More than 74% residual activity was retained after heating at 70°C and 80°C for 1 h, confirming the presence of heat-resistant enzymes. The extracts also retained 59% initial activity after 21-day storage at 4-5°C. Hg2+ increased the proteolytic activity in 16%, whereas Cu2+ and Mn2+ caused partial inhibition, suggesting the presence of cysteine- and metallo- proteases. Extracts were inhibited by pepstatin A, β-mercaptoethanol and EDTA, confirming the predominance of aspartyl-, cystein-, and metallo-, proteases. Four proteins were identified by SDS-PAGE (180.6, 114.5, 91.7 and 52.9 kDa). Zymograms on casein confirmed the presence of proteolytic enzymes. After purification by anion exchange chromatography a 49 kDa protease, possible metalloprotease, was detected. Mass spectrometry of the partially purified protein showed homology with trypsin and chain E, leech-derived tryptase inhibitor trypsin complex (LDTI). Due that no homology was found with any previously described metalloproteases, the presence of a novel enzyme is suggested.

Se estudiaron extractos enzimáticos del músculo ventral de Isostichopus fuscus. Se observó máxima actividad proteolítica a pH 2, 6 y 8, y 50-60°C. La mayor estabilidad enzimática fue a pH 2-6 (excepto pH 3), y a 0-40°C. Se detectó una actividad residual mayor a 74% después del calentamiento a 70°C y 80°C por 1 h, confirmándose la presencia de enzimas termo resistentes. Asimismo, los extractos retuvieron 59% de la actividad inicial después de almacenarse a 4-5°C por 21 días. Hg2+ aumentó la actividad proteolítica 16%, mientras Cu2+ y Mn2+ la inhibieron parcialmente, lo que sugirió la presencia de cisteín y metalo proteasas. El extracto enzimático se inhibió por pepstatina A, β-mercaptoetanol y EDTA, confirmando la predominancia de aspartil, cisteín y metalo proteasas. Por SDS-PAGE se identificaron cuatro proteínas (180.6, 114.5, 91.7 y 52.9 kDa) y estudios de zimografía corroboraron la presencia de proteasas. Después de purificar el extracto por intercambio aniónico se detectó una proteasa de 49 kDa, posiblemente metalo proteasa. Por espectrometría de masas se encontró homología con tripsina y con la cadena E del complejo inhibidor de triptasa (LDTI). Debido a que no se confirmó homología con ninguna metalo proteasa previamente descrita, se sugirió que esta proteasa es una enzima novedosa.

Este artículo analiza la pesquería del pepino de mar en Galápagos, durante la década pasada y se estudian las razones de su difícil manejo y la sobre-explotación crónica. El objetivo principal de este trabajo fue proponer una estrategia mejorada para estimar el tamano poblacional y el potencial de captura. Se definieron 15 macrozonas, y para ello se tomo en cuenta la distribución histórica de la flota pesquera y los resultados de prospecciones pesqueras pasadas. Las respectivas aéreas fueron estimadas desde la línea de costa hasta la isobata de los 30m. El numero de replicas de muestreo por macrozona fueron calculadas para estimar la densidad poblacional con una precisión del ±25%. El tamano poblacional total fue calculado sumando la densidad poblacional de todas las macrozonas, luego el resultado fue multiplicado por 0.122 para obtener la cuota anual de captura. Este factor de multiplicación fue derivado mediante la fórmula de Cadima, en la cual se considero una tasa de explotación (E) de 0.3 y una tasa de mortalidad natural (M) de 0.17. Estos resultados permitieron obtener una estimación precautoria y más conservadora de la cuota total de captura. La densidad poblacional pre-pesquería en 2009 estuvo por debajo del punto de referencia límite establecido, en consecuencia fue declarada en veda. Las densidades poblacionales promedio fueron significativamente menores a profundidades mayores a los 15m, contrario a lo esperado por los pescadores. A través de una regresión empírica entre el logaritmo de la densidad poblacional pre-pesquería y la subsecuente cuota de captura anual para el periodo 1998-2008, se descubrió que las capturas totales en la mayoría de los años han excedido la cuota de captura propuesta en este articulo, lo que explica el estado actual de este recurso, el cual se encuentra colapsado.

The brown sea cucumber fishery is active in the Galapagos Islands since the year 1991 after its collapse in mainland Ecuador. This paper analyzes the Galapagos Sea cucumber fishery over the past decade and the reasons for its management pitfalls and chronic over fishing, and proposes an improved strategy for estimating stock size and harvest potential. Based on the historical distribution of the fishing fleet and past fishery surveys, 15 macrozones were defined; their areas were estimated from the coastline to the 30m isobaths and the numbers of sample replicates per macrozone were calculated for a density estimate precision of ±25%. Overall stock size was calculated by summing over all macrozones and was multiplied by 0.122 to obtain the annual quota. This multiplier was derived by inserting an exploitation rate of E=0.3 and a published natural mortality value of M=0.17 into Cadimas formula, thereby obtaining a more conservative precautionary quota estimate. Pre-fishery stock densities in 2009 were below the legal threshold value and the fishery remained closed. Mean densities were significantly lower in the deeper (>15m) than in the shallower (<15m) stratum, contrary to fishermen expectations. Through an empirical regression of (log) pre-fishery density versus subsequent annual catch for the period 1998-2008 we found that catches of most years greatly exceeded the here proposed quota explaining the collapsed nature of the stock. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 539-551. Epub 2012 June 01.

This study describes the species composition of echinoderms from Isla Isabel National Park, in the central Mexican Pacific. The samplings and collection transects band were made in October 2004, March and July 2005 by direct search on several rocky beaches, and on rocky and sandy substrates in subtidal areas to 19 m depth. The specimens collected with a trawling net from the shrimp vessel "America" in adjacent waters were also included. A total of 299 organisms belonging to 31 species and 19 families of echinoderms were registered. The greatest abundance was recorded in the nothern (43%) and eastern (39%) regions of the island where there is greater substrate heterogeneity, and the lowest was in the western region (3%). The highest richness of species was recorded in the eastern (36%), northern (31%) and southern (29%) zones of the island. The holothuroids were the most diverse with 10 species. The most important species according the biological value index are: Diadema mexicanum, Toxopneustes roseus, Phataria unifascialis, Pharia pyramidatus, Ophiocoma alexandri, Holothuria lubrica, Isostichopus fuscus and Eucidaris thouarsii representing the 60% of all individuals. The species affinity is greater with the Gulf of California than the Pacific center-south region.

Se describe la composición específica de equinodermos del Parque Nacional Isla Isabel, ubicado en el Pacífico central mexicano. Los muestreos y recolectas se realizaron durante octubre de 2004, marzo y julio de 2005 mediante búsqueda directa en diferentes playas rocosas y mediante transectos en banda en los sustratos rocoso y arenoso del submareal hasta los 19 m de profundidad. Se incluyen también ejemplares recolectados con redes de arrastre en el barco camaronero "América" en aguas adyacentes. Se registraron 299 individuos correspondientes a 31 especies y 19 familias de equinodermos. La mayor abundancia se registró en las regiones norte (43%) y este (39%) de la isla donde existe mayor heterogeneidad de sustratos y la menor en la oeste (3%). La mayor riqueza de especies correspondió a las zonas este (36%), norte (31%) y sur (29%) de la isla. Los holoturoideos fueron los más diversos con 10 especies. Las especies más importantes de acuerdo al índice de valor biológico son: Diadema mexicanum, Toxopneustes roseus, Phataria unifascialis, Pharia pyramidatus, Ophiocoma alexandri, Holothuria lubrica, Isostichopus fuscus y Eucidaris thouarsii representando el 60% de los individuos. La afinidad de especies es mayor con el golfo de California que con la región centro-sur del Pacífico.